Informazioni pratiche sulla vinificazione - lallemandwine.com · Nel controllo (fig. 4b) la...
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ALCUNI BATTERI SELEZIONATI AGISCONO COME STRUMENTO DI BIOCONTROLLO CONTRO Brettanomyces Cos’è il biocontrollo? Come funziona? Come può essere utilizzato nel vino? Il concetto di controllo microbiologico tramite microorganismi è chiamato “biocontrollo” ed è un stato sfruttato dall’uomo, seppur inconsciamente, sin dagli albori dell’agricoltura. Succes- sivamente, con lo sviluppo della chimica applicata al settore agroalimentare, gli strumenti di controllo biologico sono stati messi da parte per molti anni. Oggi, grazie alle nuove conoscenze scientifiche ed ad una crescente consapevolezza delle problematiche ambientali e salutistiche collegate all'uso di sostanze chimiche, il biocontrollo è stato riscoperto. Il principio del biocontrollo si fonda sul mantenimento delle popolazioni di organismi ritenuti negativi ad un livello accettabilmente basso più che sulla loro eradicazione. Gli strumenti di biocontrollo incoraggiano l'uso di meccanismi naturali basati sulle interazioni tra le specie presenti in un determinato habitat. In campo alimentare il concetto di conservazione del cibo grazie ad una flora protettiva è un’idea che ha più di 40 anni. Lo scopo è quello di estendere la shelf-life del prodotto e limi- tare i rischi di una contaminazione microbiologica in modo alternativo rispetto ai conservanti chimici alimentari. Attualmente i campi applicativi sono svariati e possiamo trovare strumenti di biocontrollo nel settore lattiero-caseario, nella panificazione, nelle bevande etc. Nel vino l'uso della SO 2 è stato un miglioramento straordinario per quanto riguarda la qualità del prodotto soprattutto grazie alla sua attività antifungina e antibatterica. Al giorno d'oggi c'è la volontà di ridurre l’utilizzo delle sostanze chimiche nella produzione di vino e l’SO 2 è ovviamente una di esse. Questa rimane comunque uno strumento eccellente per ridurre le popolazioni microbiche contaminanti, come la flora dei lieviti ossidativi, le con- taminazioni batteriche ed il Brettanomyces, che è ancora uno dei principali nemici del vino. Recenti studi (Curtin et al., 2012; Vigentini et al., 2013; Albertin et al., 2017) hanno mostrato che c'è una grande diversità genetica tra i ceppi di Brettanomyces, tra questi vi è un numero significativo di ceppi di Brettanomyces bruxellensis in grado di resistere e sopravvivere alla SO 2 (figura 1). L’Australian Wine Research Institute (Curtin et al., 2012) ha dimostrato che l'85% della popolazione dei Brettanomyces studiati sono in grado di sopravvivere e di crescere a concentrazioni di 0,6 mg / L di SO 2 molecolare. Albertin et al. (2016) ha identificato (in una collezione di 33 ceppi) il 34% di ceppi di B. bruxellensis come fortemente resistenti alla SO 2 . 0 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7 CBS 73 CBS 74 CBS 75 I(n = 17) II(n = 1) III(n = 1) IV(n = 5) V(n = 11) VI(n = 1) VII(n = 1) VIII(n = 1) Media della massima resistenza ai solfiti (mg / L di SO 2 molecolare) Figura 1. Tolleranza ai solfiti di differenti Brettanomyces bruxellensis isolati in Australia (da Curtin et al., 2012) Informazioni pratiche sulla vinificazione
Transcript of Informazioni pratiche sulla vinificazione - lallemandwine.com · Nel controllo (fig. 4b) la...
ALCUNI BATTERI SELEZIONATI AGISCONO COMESTRUMENTO DI BIOCONTROLLO CONTRO Brettanomyces
Cos’è il biocontrollo?
Come funziona?
Come può essereutilizzato nel vino?
Il concetto di controllo microbiologico tramite microorganismi è chiamato “biocontrollo” ed è un stato sfruttato dall’uomo, seppur inconsciamente, sin dagli albori dell’agricoltura. Succes-sivamente, con lo sviluppo della chimica applicata al settore agroalimentare, gli strumenti di controllo biologico sono stati messi da parte per molti anni. Oggi, grazie alle nuove conoscenze scientifiche ed ad una crescente consapevolezza delle problematiche ambientali e salutistiche collegate all'uso di sostanze chimiche, il biocontrollo è stato riscoperto.
Il principio del biocontrollo si fonda sul mantenimento delle popolazioni di organismi ritenuti negativi ad un livello accettabilmente basso più che sulla loro eradicazione. Gli strumenti di biocontrollo incoraggiano l'uso di meccanismi naturali basati sulle interazioni tra le specie presenti in un determinato habitat.
In campo alimentare il concetto di conservazione del cibo grazie ad una flora protettiva è un’idea che ha più di 40 anni. Lo scopo è quello di estendere la shelf-life del prodotto e limi-tare i rischi di una contaminazione microbiologica in modo alternativo rispetto ai conservanti chimici alimentari. Attualmente i campi applicativi sono svariati e possiamo trovare strumenti di biocontrollo nel settore lattiero-caseario, nella panificazione, nelle bevande etc.
Nel vino l'uso della SO2 è stato un miglioramento straordinario per quanto riguarda la qualità del prodotto soprattutto grazie alla sua attività antifungina e antibatterica.
Al giorno d'oggi c'è la volontà di ridurre l’utilizzo delle sostanze chimiche nella produzione di vino e l’SO2 è ovviamente una di esse. Questa rimane comunque uno strumento eccellente per ridurre le popolazioni microbiche contaminanti, come la flora dei lieviti ossidativi, le con-taminazioni batteriche ed il Brettanomyces, che è ancora uno dei principali nemici del vino.
Recenti studi (Curtin et al., 2012; Vigentini et al., 2013; Albertin et al., 2017) hanno mostrato che c'è una grande diversità genetica tra i ceppi di Brettanomyces, tra questi vi è un numero significativo di ceppi di Brettanomyces bruxellensis in grado di resistere e sopravvivere alla SO2 (figura 1). L’Australian Wine Research Institute (Curtin et al., 2012) ha dimostrato che l'85% della popolazione dei Brettanomyces studiati sono in grado di sopravvivere e di crescere a concentrazioni di 0,6 mg / L di SO2 molecolare. Albertin et al. (2016) ha identificato (in una collezione di 33 ceppi) il 34% di ceppi di B. bruxellensis come fortemente resistenti alla SO2.
0 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7
CBS 73
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I(n = 17)
II(n = 1)
III(n = 1)
IV(n = 5)
V(n = 11)
VI(n = 1)
VII(n = 1)
VIII(n = 1)
Media della massima resistenza ai sol�ti (mg / L di SO2 molecolare)
Figura 1. Tolleranza ai solfiti di differenti Brettanomyces bruxellensis isolati in Australia
(da Curtin et al., 2012)
Informazioni pratiche sulla vinificazione
I batteri selezionati
possono fungere da biocontrollo?
L’elevata resistenza ai solfiti di Brettanomyces comporterebbe l’utilizzo di livelli molto elevati di SO2 nei vini per arrivare alla concentrazione letale necessaria per eradicare tali popolazioni. Questi risultati mostrano i limiti dell’ SO2 come strumento di controllo contro Brettanomyces ed evidenziano la necessità di un biocontrollo alternativo come strumento per gestire questa prob-lematica. L'inoculo precoce del lievito (Gerbaux et al., 2004) è già noto come uno strumento di biocontrollo molto efficace contro la crescita di Brettanomyces. Più recentemente è stato osservato che alcuni batteri selezionati hanno buone proprietà di biocontrollo nei confronti del Brettanomyces e sulla conseguente produzione di fenoli volatili. Questi composti volatili, princi-palmente 4-etilguaiacolo (4-EG) e 4-etilfenolo (4-EP), sono responsabili di importanti deviazioni sensoriali nei vini.
L'OIV con la risoluzione 462-2014 riconosce come il corretto inoculo di batteri selezionati nel vino sia una pratica raccomandata per contenere la crescita di Brettanomyces durante il pro-cesso di vinificazione.
BIOCONTROLLO CON BATTERI ENOLOGICI SELEZIONATICONTRO LA CRESCITA DI Brettanomyces
Numerosi studi hanno mostrato l’efficacia dell'inoculo precoce dei batteri malolattici sulla riduzione dei livelli di fenoli volatili nei vini (Gerbaux et al., 2009; Pillet et al., 2011). È noto che il periodo tra la fine della fermentazione alcolica e l'inizio della fermentazione malolattica (FML) è quello più a rischio per la crescita di microrganismi contaminanti come batteri indigeni e Brettanomyces. Nel 2014 l'OIV ha riconosciuto il coinoculo di lieviti selezionati e batteri lattici selezionati come una pratica per accorciare questa fase e quindi per limitare lo sviluppo di Brettanomyces. In un recente lavoro di ricerca è stato studiato se, oltre alla riduzione di questa fase, alcuni batteri selezionati avessero un effetto inibente diretto sulla crescita di Brettanomyces. La ricerca, condotta in collaborazione con l’IFV della Borgogna nel 2015 e nel 2016, ha studiato le dinamiche di popolazione dei microrganismi in vini inoculati subito dopo la fermentazione alcolica con Brettanomyces e poi con diversi ceppi di batteri selezionati (1g/hL) a temperatura 16 - 18° C.
I risultati hanno mostrato una chiara inibizione della crescita di Brettanomyces da parte dei batteri selezionati in entrambe le annate. Nella figura 2 sono riportate le popolazioni di Brettanomyces (annata 2016) in vini inoculati con 3 differenti batteri selezi-onati confrontati con un controllo senza inoculo batterico con FML spontanea.
L'inoculo e la crescita di questi 3 batteri selezionati ha limitato significativamente lo sviluppo di Brettanomyces nonostante la contaminazione iniziale fosse molto elevata. I livelli finali di Brettanomyces in presenza di batteri selezionati sono risultati simili o minori al contenuto iniziale (tra 102 e 103 UFC / mL) mentre nel controllo, dove la FML è avvenuta spontaneamente, la popo-lazione finale di Brettanomyces è risultata molto più alta (105) con un picco a 106 UFC / mL.
L’analisi dei fenoli volatili nelle 4 tesi (figura 3) ha evidenziato come il vino in cui la FML è avvenuta spontaneamente abbia mostrato elevati livelli di 4-etilfenolo e 4-etilguaiacolo, al di sopra della soglia di percezione, mentre nei vini in cui sono stati inoculati i batteri selezionati sono stati riscontrati livelli molto bassi, prossimi allo zero, per entrambe le molecole.
Figura 2. Biocontrollo di Brettanomyces con diversi ceppi batterici
Biocontrollo sulla crescita di Brettanomyces molto e�cace
grazie ai batteri selezionati
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Popo
lazi
one
di Brettan
omyces
(lo
g U
FC/m
L)
Lalvin 31™ Lalvin VP41™ Omega™ Controllo (spontanea)
0 10 20 30 40 50 60 70 80Tempo (giorni)
Fine della FML per i
batteri selezionati
Fine della FML del controllo (spontanea)
Contaminazionecon Brett (100 UFC/mL)
Inoculo batterico (1g/hL)
Nessuna aggiunta di SO2, monitoraggiodella popolazione per 2 mesi dopo la FML
I RISULTATI
Queste differenze nelle concentrazioni di fenoli volatili sono chiaramente legate alle differenze di popolazione microbica e mostrano ancora una volta il reale beneficio del biocontrollo ottenuto con l'inoculo di alcuni ceppi di batteri selezionati su Brett-anomyces.
Questi effetti sono stati confermati anche da un altro studio del 2016 su Pinot Nero. Quattro differenti batteri selezionati sono stati utilizzati in coinoculo (24 ore dopo l’aggiunta del lievito) in un mosto inizialmente contaminato con 1,7 x 103 UFC / mL di Brettanomyces; la FML è terminata in 20-40 giorni nelle tesi inoculate mentre nel controllo questa è terminata in più di 60 giorni.
Le Figure 4a e 4b mostrano l'evoluzione delle popolazioni di Brettanomyces e dei batteri nel caso del coinoculo con batteri selezionati (fig. 4a: media delle 4 tesi inoculate con batteri selezionati) e nel caso del controllo (fig. 4b). Quando i vini sono stati inoculati con batteri selezionati (fig. 4a) non vi è stata crescita di Brettanomyces ma al contrario si è osservata una diminuzione proporzionale all'aumento della popolazione dei batteri selezionati. Nel controllo (fig. 4b) la popolazione di Brettanomyces si mantiene allo stesso livello fino agli undici giorni (data del travaso), dopo la quale vi è stata una lenta ricrescita dovuta al lento sviluppo della popolazione batterica indigena. I livelli di popolazione finali sono significativamente diversi tra i vini con il coino-culo ed il vino controllo: ci sono 10 volte più Brettanomyces nel controllo rispetto ai vini co-inoculati. Questi risultati confermano la forte concorrenza tra i nostri batteri selezionati ed i lieviti contaminanti come Brettanomyces, in particolare la tecnica del coinoculo, garantendo una rapida crescita batterica, risulta ulteriormente più efficacie per il biocontrollo.
BIOCONTROLLO CON BATTERERI SELEZIONATI CONTRO IL RILASCIO DI PRECURSORI DI OFF-FLAVORSBrettanomyces produce 4-etilguaiacolo (4-EG) e 4-etilfenolo (4-EP) attraverso la biotrasformazione degli acidi idrossicinam-iltartarici, acido p-cumarico e acido ferulico, che sono precursori naturalmente presenti nelle uve sia in forma libera che le-gata. La trasformazione di questi precursori liberi in 4-EG e 4-EP (figura 5) avviene in due fasi: il primo passaggio avvi-ene tramite l’enzima cinnamato decarbossilasi, mente il secondo passaggio avviene grazie all’enzima vinilfenolo-reduttasi. Prima che Brettanomyces possa utilizzare tali precursori, questi devono essere liberati dalla loro forma legata alla forma libera dall'azione delle cinnamil esterasi.
Figura 3. Biocontrollo di Brettanomyces con diversi ceppi batterici. Impatto sulla produzione di fenoli volatili
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Popolazione battericadei batteri in coinoculo
Brettanomyces senza inoculazione di batteri
Batteri indigeni - controllo spontaneo
Brettanomyces nel caso di batteriselezionati utilizzati in coinoculo
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Popolazione battericadei batteri in coinoculo
Brettanomyces senza inoculazione di batteri
Batteri indigeni - controllo spontaneo
Brettanomyces nel caso di batteriselezionati utilizzati in coinoculo
Figura 4a. Monitoraggio della popolazione batterica e del Brettanomyces nel caso di coinoculo con batteri selezionati
Figura 4b. Monitoraggio della popolazione batterica e del Brettanomyces nel controllo senza inoculo batterico
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300
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04-etilfenolo (µg/L) 4-etilguaiacolo (µg/L)
= Soglia di percezione Lalvin 31™Controllo (spontanea)
Lalvin VP41™
Omega™
593
258
5026
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I RISULTATI (continua)
CONTROLING THE PRECURSORS
In order to control the concentration of precursors of volatile phenols in wine, we must first characterize all our selected wine bacteria for the activity of the cinnamyl esterase enzyme. The results presented in table 1 show there is no change in the con-centration of the hydroxycinnamic acids (both bound and free) in the wines inoculated with our bacteria compared to the con-trol wine, where MLF was blocked. Thus, our selected wine bacteria cannot degrade coutaric acid into coumaric acid, or any other bound hydroxycinnamic acid, which is the origin of the volatile phenol precursors responsible for the development of the off-odours associated with Brettanomyces. This led to the conclusion that the cinnamyl esterase enzyme, which is responsible for for-ming p-coumaric acid from coutaric acid, or any other free hydroxycinnamic acid is absent from our selected wine bac-teria, which means they can be considered “phenol negative.” Such as Lalvin VP41™, 31™, O-Mega™, PN4™ and Alpha™. Therefore, the winemaker can choose one of these bacteria for MLF at no risk of producing precursors to volatile phenols.
Alcuni batteri lattici, inclusi Oenococcus oeni, possiedono questa attività enzimatica cinnamil-esterasica e potrebbero dunque aumentare la quantità di precursori liberi utilizzabili da Brettanomyces per produrre fenoli volatili. Diversi ceppi batterici utilizzati per la FML determinano differenti concentrazioni di precursori liberi (Burns e Osborne 2013).
Ciò significa che quando si usa un determinato ceppo batterico bisogna assicurarsi che esso sia cinnamil esterasi negativo per evitare la produzione di precursori dei fenoli volatili che sarebbero così utilizzabili da Brettanomyces.
Tutti i nostri batteri enologici sono stati sottoposti a screening durante uno studio condotto da J.Osborne (OSU) e possiamo confermare che sono tutti fenol-negativi, come mostrato nella Figura 6.
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100
0
52 56
598
52 61 55 57 59 61 61 55 56 5384
109
48 4465
Lalvin 31AlphaElios AltoO.oeni ALalvin VP41PN4O.oeni BO-mega
= Soglia di percezione
4-etilfenolo (µg/L) 4-etilguaiacolo (µg/L)
Batterio lattico fenol-positivo
Figura 6. Produzione di fenoli volatili in fuznione del ceppo batterico inoculato
Fenoli volatili• 4-etilfenolo
• 4-etilguaiacolo• 4-etilcatecolo
Vinilfenoli (precursori di fenoli volatili)• 4-vinilfenolo
• 4-vinilguaiacolo• 4-vinilcatecolo
Cinnamil-esterasi Vinilfenolo
reduttasi
Brettanomyces
Cinnamil decarbossilasi
Brettanomyces e alcuni ceppi
di batteri lattici
Acidi idrossicinnamici liberi (precursori di fenoli
volatili)• Acido p-cumarico
• Acido ferulico• Acido ca�eico
Acidi idrossicinnamici legati
• Acido p-coutarico• Acido fetarico
• Acido caftarico
Alcuni ceppi di batteri lattici ed
alcuni enzimi
Figura 5. Passaggi che portano alla formazione dei fenoli volatili
Il biocontrollo dei microrganismi contaminanti con alcuni batteri enologici selezionati rappresenta un'opzione non chimica e sicura per gli enologi. La popolazione di Brettanomyces e la conseguente produzione di fenoli volatili può essere controllata gestendo con attenzione la fermentazione alcolica, utilizzando il lievito adeguatamente reidratato e nutrito, e la fermentazione malolattica usando il giusto ceppo batterico selezionato in coinoculo o in inoculo sequenziale. Quando il livello di contami- nazione da Brettanomyces è elevato, è consigliabile fare il co-inoculo dei batteri in quanto questo consente di limitare la pro-liferazione del Brett sin dalle prime fasi di lavorazione assicurando un biocontrollo di sicura efficacia e consentendo la piena espressione organolettica del vino senza alcuna influenza legata ai fenoli volatili.
I RISULTATI (continua)
UN BREVE RIASSUNTO
-
Vincent Gerbaux
Vincent si è laureato nel 1982 ad Ensbana (ora SupA-gro Dijon) in Biologia applicata alle nutrizione e scienze alimentari, nel 1983 ha conseguito il diploma in Enolo-gia. Durante il suo dottorato presso l'Università di Dijon (1983 al 1985) ha studiato i batteri lattici per l’utilizzo enologico. Dal 1985 lavora presso l’IFV, di Bordeaux prima e dal 1988 presso quello di Beaune.
Vincent è responsabile del progetto IFV "Technoferm" che coordina tutti gli studi sulle fermentazioni alcoliche e malolattiche. Durante la sua lunga collaborazione con Lallemand ha selezionato e caratterizzato diversi ceppi enologici di Oenococcus oeni tutt’ora in commercio. Nella sua carriera ha seguito gli studi sulla selezione di numerosi ceppi Saccharomyces e Non-Saccharomyces per specifiche applicazioni. Inoltre il suo team lavora an-che sui microrganismi negativi del vino ed in particolare Brettanomyces.
LA PAROLA DELL'ESPERTO
Il lievito Brettanomyces è sempre stato associato al vino. Una poesia scritta durante la prima guerra mondiale (Marc Leclerc, 1915) diceva: "Buongiorno vino della casa (Pinard) in caserma, Che è sempre troppo poco e non sa di nulla, Tranne i giorni in cui tende, Ad una puzza di fenolo o di letame, ...”. Ma la correlazione tra Brettanomyces e la produzione di fenoli volatili nei vini, ed il riconoscimento di esso come un problema, è emerso solo a par-tire dagli anni '80. Recenti ricerche hanno consentito di definire la soglia di percezione dei fenoli volatili a circa 200 μg / L, un valore facilmente raggiunto in presenza di contaminazioni da Brettano-myces. Questo lievito possiede una notevole capacità di adattarsi a condizioni fisico-chimiche sfavorevoli, i Brettanomyces sono in grado di moltiplicarsi sia durante la macerazione, in presenza di zuccheri, che in bottiglia dopo diversi anni di conservazione di un vino secco. Numerosi studi dimostrano che in cantina è presente un'ampia biodiversità di Brettanomyces.
La migliore strategia per controllare Brettanomyces non può pre-scindere da un buon livello di igiene in cantina, dall'uso del con-trollo microbiologico e dal controllo delle fermentazioni alcoliche e malolattiche. Il controllo della FML, con l’inoculo di batteri eno-logici selezionati, è un punto chiave per limitare il proliferare di questi microrganismi. A seconda della pressione ambientale e del rischio di presenza di fenoli volatili, la fermentazione malolattica può essere gestita in maniera molto rapida utilizzando la tecnica del coinoculo lieviti / batteri, o può essere svolta più lentamente quando si opta per un inoculo sequenziale a basse temperature. L’importante è completare la FML prima di osservare una cresci-ta problematica di Brettanomyces, in questo modo sarà possibile stabilizzare il vino con una solfitazione convenzionale o utiliz-zando un composto alternativo come il chitosano. Dopo la FML la crescita di Brettanomyces, anche se ancora possibile, è meno veloce e meno importante di quanto potesse essere prima della FML. L'induzione della FML mediante l’inoculo batterico porta allo sviluppo di una buona popolazione batterica che esercita un effetto negativo diretto sullo sviluppo di Brettanomyces.
Lallemand Francia/Svizzera/CinaLallemand SAS [email protected] Tel: +33.5.62.74.55.55
Lallemand Italia [email protected] Tel: +39 (0) 45 51 25 55
Lallemand Penisola Iberica [email protected] Tel: (+34) 91 4415053
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Lallemand Scandinavia e Regno [email protected]: +45 5357 2280
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